專利名稱：全光波長路由交叉模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光通信領(lǐng)域，特別涉及實(shí)現(xiàn)光交換、光路由的光交叉連接部件。
背景技術(shù)：
現(xiàn)階段，在全光網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)波長重用的虛波長信道路由，必須使用光波長轉(zhuǎn)換器和光開關(guān)。目前使用較多的有光電光型波長轉(zhuǎn)換器，其缺陷是破壞了通信信道的格式透明性，而切隨著波長信道的增多，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)電子設(shè)備處理速度跟不上，形成電子瓶頸；此外在現(xiàn)有的技術(shù)0水平上，光開關(guān)的集成規(guī)模有限。因此，Electronics Letters，20th，March 2003 Vol.39 No.6提出了如圖3所示的光交叉連接器，其由摻鉺光纖前置放大器1、解復(fù)用器2、單模連接光纖3、復(fù)用器或者合波器5、摻鉺光纖功率放大器8、大規(guī)模集成端口數(shù)的無阻塞光空間開關(guān)矩陣9、全波段連續(xù)可調(diào)諧波長轉(zhuǎn)換器10組成。一般來說，這種光交叉連接器對于航天、航空、宇宙探索等少數(shù)尖端領(lǐng)域是可行的，而用在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備等大眾化光通信領(lǐng)域中既不妥當(dāng)也無必要，因?yàn)槿ǘ芜B續(xù)可調(diào)諧波長轉(zhuǎn)換器10需要技術(shù)難度大且價(jià)格昂貴的高精度可調(diào)諧激光光源，這不利于在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備中推廣使用；而受其結(jié)構(gòu)限制，若采用技術(shù)水平較成熟的全光固定波長轉(zhuǎn)換器，又不能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的波長交換；加之，盡管采用了大規(guī)模集成端口數(shù)的無阻塞光空間開關(guān)矩陣9，對于在全光網(wǎng)絡(luò)中要實(shí)現(xiàn)密集波分復(fù)用波長路由來說，其集成規(guī)模仍嫌不夠；此外，不具有波長模塊特性，可擴(kuò)展性差。大規(guī)模集成端口數(shù)的無阻塞光空間開關(guān)矩陣9和全波段連續(xù)可調(diào)諧波長轉(zhuǎn)換器10，這兩點(diǎn)是目前的技術(shù)難點(diǎn)，這兩個(gè)器件的商品化還要做較多工作。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種全光波長路由交叉模塊，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的全波段連續(xù)可調(diào)諧激光光源難以實(shí)現(xiàn)和光開關(guān)集成規(guī)模有限的問題，達(dá)到動(dòng)態(tài)波長交換、實(shí)現(xiàn)在全光網(wǎng)絡(luò)中波長重用的虛波長信道路由。
本實(shí)用新型的一種全光波長路由交叉模塊，包括N個(gè)摻鉺光纖前置放大器、N個(gè)解復(fù)用器、M個(gè)復(fù)用器或者合波器、M個(gè)摻鉺光纖功率放大器，N路輸入光纖中每一路輸入光纖依次連接摻鉺光纖前置放大器、解復(fù)用器，M個(gè)復(fù)用器或者合波器各自連接摻鉺光纖功率放大器，后者連接輸出光纖形成M路輸出，其特征在于(1)所述各解復(fù)用器L路輸出分別連接L個(gè)光空間開關(guān)矩陣輸入端，N個(gè)解復(fù)用器波長相同的信號輸出端連接到同一個(gè)光空間開關(guān)矩陣各輸入端；(2)各光空間開關(guān)矩陣輸出分別連接到M個(gè)復(fù)用器或者合波器，來自L個(gè)不同光空間開關(guān)矩陣的輸出連接到同一個(gè)復(fù)用器或者合波器各輸入端；每根輸入光纖鏈路中的波分復(fù)用波長信號為λ1，λ2，…，λL，L是波長信號數(shù)目，為自然數(shù)；上述N表示輸入光纖鏈路數(shù)目，M表示輸出光纖鏈路數(shù)目，均為自然數(shù)。
所述的全光波長路由交叉模塊，當(dāng)需要用于進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換時(shí)，其進(jìn)一步的特征在于
(1)它還包括輸入和輸出端口數(shù)均為L×J的波長轉(zhuǎn)換選擇光空間開關(guān)矩陣和L×J個(gè)固定波長轉(zhuǎn)換器，其中每J個(gè)固定波長轉(zhuǎn)換器對應(yīng)λ1，λ2，…，λL中的一個(gè)波長，共對應(yīng)L個(gè)波長；(2)其中波長轉(zhuǎn)換選擇光空間開關(guān)矩陣輸入和輸出端口數(shù)均為L×J，L個(gè)光空間開關(guān)矩陣的輸入端口數(shù)各為N+J、輸出端口數(shù)各為M+J；(3)各光空間開關(guān)矩陣的J個(gè)輸出端連接波長轉(zhuǎn)換選擇光空間開關(guān)矩陣的輸入端，波長轉(zhuǎn)換選擇光空間開關(guān)矩陣的輸出端每J個(gè)為一組，依次連接待轉(zhuǎn)換波長的J個(gè)固定波長轉(zhuǎn)換器、對應(yīng)波長的光空間開關(guān)矩陣輸入端；上述J表示輸出值相同的固定波長轉(zhuǎn)換器數(shù)目，1≤J≤N。
所述的全光波長路由交叉模塊，所述各解復(fù)用器和光空間開關(guān)矩陣的連接、各光空間開關(guān)矩陣和復(fù)用器或者合波器的連接可以通過單模光纖。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下主要優(yōu)點(diǎn)其一.提供一種由商品化的無阻塞全光空間開關(guān)交換矩陣與全光固定波長轉(zhuǎn)換器組合成的離散波長轉(zhuǎn)換器，能夠?qū)崿F(xiàn)波長轉(zhuǎn)換器可選的動(dòng)態(tài)光波長交換，減低了技術(shù)難度。
其二.使用低成本的固定波長轉(zhuǎn)換器與光開關(guān)矩陣的結(jié)合，達(dá)到全波段連續(xù)可調(diào)諧波長轉(zhuǎn)換器相近的性能，并且使用的光開關(guān)的端口規(guī)模不會(huì)很大。
其三.增加鏈路中的波長數(shù)不需要改變整個(gè)光交叉連接器主體結(jié)構(gòu)，可擴(kuò)展性強(qiáng)，能實(shí)現(xiàn)制造低成本的全光波長路由器。
因此，有利于在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備中推廣使用。


圖1是本實(shí)用新型的全光波長路由交叉模塊示意圖。
圖2是本實(shí)用新型需要波長轉(zhuǎn)換器的全光波長路由交叉模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是一種常見的光交叉連接器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實(shí)用新型和圖3所示的光交叉連接器的性能曲線。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
本實(shí)用新型的一種全光波長路由交叉模塊，其結(jié)構(gòu)如圖1所示包括摻鉺光纖前置放大器1、解復(fù)用器2、光空間開關(guān)矩陣4、復(fù)用器或者合波器5、摻鉺光纖功率放大器8。圖2所示的可用于波長轉(zhuǎn)換的全光波長路由交叉模塊還包括波長轉(zhuǎn)換選擇光空間開關(guān)矩陣6和固定波長轉(zhuǎn)換器7。通過單模連接光纖3，解復(fù)用器2、光空間開關(guān)矩陣4和復(fù)用器或者合波器5依次連接，光空間開關(guān)矩陣4、波長轉(zhuǎn)換選擇光空間開關(guān)矩陣6、固定波長轉(zhuǎn)換器7和4依次連接。
上述摻鉺光纖前置放大器1、解復(fù)用器2、光空間開關(guān)矩陣4、復(fù)用器或者合波器5、固定波長轉(zhuǎn)換器7、摻鉺光纖功率放大器8，可以有若干個(gè)，其數(shù)目等同或不等同。光空間開關(guān)矩陣4和波長轉(zhuǎn)換選擇光空間開關(guān)矩陣6，可采用美國生產(chǎn)的OMM 115-320*1-0-4-*型號系列產(chǎn)品，也可以采用其它型號產(chǎn)品。固定波長轉(zhuǎn)換器7，可采用法國生產(chǎn)的ALCATEL1901ICM型號產(chǎn)品，也可以采用其它型號產(chǎn)品。
圖1、圖2、圖3中A1、A2…AN表示一組來自于不同鏈路的輸入光纖(表示信號輸入端)，各光纖包含光波分復(fù)用信號。B1、B2…BM表示一組離開該交叉連接器的光纖(表示信號輸出端)，每根光纖攜帶有重新組合的光波分復(fù)用信號。N、M是自然數(shù)，分別表示輸入光纖鏈路數(shù)目、輸出光纖鏈路數(shù)目，其可以相等或不相等。
圖4中曲線1和曲線2分別對應(yīng)圖2的全光波長路由交叉模塊和圖3所示光交叉連接器的性能曲線。兩條曲線對應(yīng)輸入、輸出光纖鏈路數(shù)目均為N＝M＝16，每根輸入、輸出光纖鏈路中包含的波分復(fù)用信號數(shù)目均為L＝32，此條件下，橫軸表示連接占用率，豎軸表示阻塞概率。在連接占用率小于百分之五十的情況下，阻塞性能顯示本實(shí)用新型的全光波長路由交叉模塊能滿足經(jīng)常情況下網(wǎng)絡(luò)阻塞小于百分之五十的運(yùn)行狀態(tài)。
本實(shí)用新型工作原理是每根光纖鏈路中的波分復(fù)用波長信號數(shù)目為λ1，λ2，…，λL，中的若干個(gè)或者全部，因此各光纖鏈路中的波長信號數(shù)目可以相等或者不相等，所有光纖鏈路中的不同波分復(fù)用波長信號的最大數(shù)目為L，L為自然數(shù)。來自不同輸入光纖鏈路A1、A2…AN的一組波分復(fù)用信號(圖1左端)，通過摻鉺光纖前置放大器1(EDFA，數(shù)量為N)補(bǔ)償各自的信號衰減以后進(jìn)入相應(yīng)的光解復(fù)用器2(DEMUX)，光解復(fù)用器2的個(gè)數(shù)為N，把從各光纖鏈路A1、A2…AN中解復(fù)用出來的相同波長信號(λ1，λ2，…，λL)編組(符號λ結(jié)合下標(biāo)表示不同的波長信號)，波長信號相同均為λi(i為從1到L的自然數(shù))的波長信號通過單模光纖3連接輸入到同一個(gè)無阻塞光空間開關(guān)矩陣4，圖1中4左端對應(yīng)輸入，右端對應(yīng)輸出，其輸入端口數(shù)等于輸入的光纖鏈路數(shù)目N加J即N+J，其輸出端口數(shù)等于輸出的光纖鏈路數(shù)目M加J即M+J，J是從1到N的自然數(shù)之一；整個(gè)全光波長路由交叉模塊中這種光開關(guān)矩陣4的配置數(shù)目為系統(tǒng)使用的最大波長數(shù)L。在波長路由算法的電控制器的作用下，任意一個(gè)輸入端口的光信號λi可被無阻塞光空間開關(guān)矩陣4指配交換到任意輸出端口，從無阻塞光空間開關(guān)矩陣4每個(gè)輸出端口得到的光信號λi如果需要波長轉(zhuǎn)換就被連接到一個(gè)波長轉(zhuǎn)換選擇光空間開關(guān)矩陣6，(圖2中6右端對應(yīng)輸入，其左端對應(yīng)輸出，其輸入和輸出端口數(shù)相等且均為L×J)和多個(gè)固定波長轉(zhuǎn)換器7(圖2中右端為輸入端，左端為輸出端，輸出值相同的波長轉(zhuǎn)換器的數(shù)目為J，輸出值不同的被長轉(zhuǎn)換器組的數(shù)目為L)組成的離散型波長轉(zhuǎn)換器的輸入端，此時(shí)原來光波長信號λi中的信息通過固定波長轉(zhuǎn)換器7轉(zhuǎn)換為λk可以交換到指定的載波波長λk(k不等于i，表示不同波長之間的相互轉(zhuǎn)換，相同的波長不能相互轉(zhuǎn)換)上，實(shí)現(xiàn)波長交換，轉(zhuǎn)換后的波長信號λk又被重新輸入到輸入端與該波長相同并且均為λk的光開關(guān)矩陣4，以重新選擇路由；如果波長信號λi不需要波長轉(zhuǎn)換就被無阻塞光空間開關(guān)矩陣4按照路由規(guī)則指配交換到那些和復(fù)用器或者合波器5相連接的4的輸出端口，然后通過單模光纖連接到復(fù)用器或者合波器5的輸入端口，其接法是從同一個(gè)無阻塞光空間開關(guān)矩陣4輸出端口中不能有超過一個(gè)連接到復(fù)用器或者合波器5，也即是說與復(fù)用器或者合波器5輸入端相連接的單模光纖只能來自于不同的無阻塞光空間開關(guān)矩陣4輸出端。復(fù)用器或者合波器5的輸入端口數(shù)目均為L，模塊中所需配置的復(fù)用器或者合波器5數(shù)目為M(M為自然數(shù)，一般和N相等，也可以不相等)。經(jīng)過選路的光波長信號應(yīng)當(dāng)都要通過均衡功率以后分別輸出到相應(yīng)的復(fù)用器復(fù)用或者合波器合波，然后通過摻鉺光纖功率放大器8(數(shù)量為M)送入到光纖鏈路(B1，B2，…，BM)，向下一級光路由節(jié)點(diǎn)(其中可以包含相同于本實(shí)用新型的全光波長路由交叉模塊)傳送光波長信號。
簡言之，光纖通信網(wǎng)絡(luò)中的波長信號通過本實(shí)用新型，任意輸入鏈路端口的光波長信號可以選擇交換到任意的輸出光纖鏈路端口，并能實(shí)現(xiàn)按指配要求的波長交換。舉例說明N＝M＝8，L＝16，J＝1時(shí)，本實(shí)用新型所需的摻鉺光纖前置放大器1的個(gè)數(shù)為8，類型為1×8解復(fù)用器2的數(shù)目為8個(gè)，光空間開關(guān)矩陣4的數(shù)目為16個(gè)(其輸入輸出端口數(shù)均為N+1＝9)，波長轉(zhuǎn)換選擇光空間開關(guān)矩陣6的個(gè)數(shù)為1個(gè)(其輸入輸出端口數(shù)均為8)，固定波長轉(zhuǎn)換器7的個(gè)數(shù)為8個(gè)，類型為8×1復(fù)用器或者合波器5的個(gè)數(shù)為8，摻鉺光纖功率放大器8個(gè)數(shù)為8。
權(quán)利要求1.一種全光波長路由交叉模塊，包括N個(gè)摻鉺光纖前置放大器、N個(gè)解復(fù)用器、M個(gè)復(fù)用器或者合波器、M個(gè)摻鉺光纖功率放大器，N路輸入光纖中每一路輸入光纖依次連接摻鉺光纖前置放大器、解復(fù)用器，M個(gè)復(fù)用器或者合波器各自連接摻鉺光纖功率放大器，后者連接輸出光纖形成M路輸出，其特征在于(1)所述各解復(fù)用器L路輸出分別連接L個(gè)光空間開關(guān)矩陣輸入端，N個(gè)解復(fù)用器波長相同的信號輸出端連接到同一個(gè)光空間開關(guān)矩陣各輸入端；(2)各光空間開關(guān)矩陣輸出分別連接到M個(gè)復(fù)用器或者合波器，來自L個(gè)不同光空間開關(guān)矩陣的輸出連接到同一個(gè)復(fù)用器或者合波器各輸入端；每根輸入光纖鏈路中的波分復(fù)用波長信號為λ1，λ2，…，λL，L是波長信號數(shù)目，為自然數(shù)；上述N表示輸入光纖鏈路數(shù)目，M表示輸出光纖鏈路數(shù)目，均為自然數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的全光波長路由交叉模塊，其特征在于(1)它還包括輸入和輸出端口數(shù)均為L×J的波長轉(zhuǎn)換選擇光空間開關(guān)矩陣和L×J個(gè)固定波長轉(zhuǎn)換器，其中每J個(gè)固定波長轉(zhuǎn)換器對應(yīng)λ1，λ2，…，λL中的一個(gè)波長，共對應(yīng)L個(gè)波長；(2)其中波長轉(zhuǎn)換選擇光空間開關(guān)矩陣輸入和輸出端口數(shù)均為L×J，L個(gè)光空間開關(guān)矩陣的輸入端口數(shù)各為N+J、輸出端口數(shù)各為M+J；(3)各光空間開關(guān)矩陣的J個(gè)輸出端連接波長轉(zhuǎn)換選擇光空間開關(guān)矩陣的輸入端，波長轉(zhuǎn)換選擇光空間開關(guān)矩陣的輸出端每J個(gè)為一組，依次連接待轉(zhuǎn)換波長的J個(gè)固定波長轉(zhuǎn)換器、對應(yīng)波長的光空間開關(guān)矩陣輸入端；上述J表示輸出值相同的固定波長轉(zhuǎn)換器數(shù)目，1≤J≤N。
3.如權(quán)利要求1或2所述的全光波長路由交叉模塊，其特征在于所述各解復(fù)用器和光空間開關(guān)矩陣的連接、各光空間開關(guān)矩陣和復(fù)用器或者合波器的連接通過單模光纖。
專利摘要本實(shí)用新型全光波長路由交叉模塊，屬于光通信領(lǐng)域，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的全波段連續(xù)可調(diào)諧激光光源難以實(shí)現(xiàn)和光開關(guān)集成規(guī)模有限的問題，達(dá)到動(dòng)態(tài)波長交換、實(shí)現(xiàn)在全光網(wǎng)絡(luò)中波長重用的虛波長信道路由。其結(jié)構(gòu)包括摻鉺光纖前置放大器、解復(fù)用器、光空間開關(guān)矩陣、復(fù)用器或者合波器、摻鉺光纖功率放大器，(1)所述各解復(fù)用器L路輸出分別連接L個(gè)光空間開關(guān)矩陣輸入端，N個(gè)解復(fù)用器波長相同的信號輸出端連接到同一個(gè)光空間開關(guān)矩陣各輸入端；(2)各光空間開關(guān)矩陣輸出分別連接到M個(gè)復(fù)用器或者合波器，來自L個(gè)不同光空間開關(guān)矩陣的輸出連接到同一個(gè)復(fù)用器或者合波器各輸入端；L是波長信號數(shù)目，為自然數(shù)；N表示輸入光纖鏈路數(shù)目，M表示輸出光纖鏈路數(shù)目，均為自然數(shù)。本實(shí)用新型不但能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)光波長交換和方便波長模塊特性升級，而且可以降低成本和技術(shù)難度，從而利于在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備中推廣使用。
文檔編號H04J14/02GK2653792SQ0325493
公開日2004年11月3日 申請日期2003年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月24日
發(fā)明者劉德明, 楊春勇, 李蔚, 何軍 申請人:華中科技大學(xué)